滚动轴承钢
滚动轴承材料
滚动轴承材料滚动轴承是一种常见的机械零部件，它在工业生产中起着至关重要的作用。
而轴承的性能很大程度上取决于所选用的材料。
在选择滚动轴承材料时，需要考虑到摩擦、磨损、耐热性、耐腐蚀性等因素。
本文将就滚动轴承常用的材料进行介绍，帮助读者更好地选择合适的轴承材料。
1. 钢材。
钢材是制造滚动轴承最常用的材料之一。
它具有良好的强度和韧性，可以承受较大的负荷。
同时，钢材还具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于各种工作环境。
在选择钢材时，需要考虑其硬度、耐磨性和耐腐蚀性等指标，以满足不同工况下的需求。
2. 不锈钢。
不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的材料，因此在一些特殊环境下，如潮湿、腐蚀性较强的场合，不锈钢滚动轴承就显得尤为重要。
不锈钢具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，可以延长轴承的使用寿命，降低维护成本。
3. 陶瓷材料。
近年来，陶瓷材料在滚动轴承领域得到了广泛的应用。
陶瓷材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，同时重量轻、密度小，可以减小轴承的惯性，提高旋转精度。
此外，陶瓷材料还具有良好的绝缘性能和高温稳定性，适用于高速、高温的工作环境。
4. 聚四氟乙烯。
聚四氟乙烯是一种具有自润滑性能的材料，它可以降低摩擦系数，减小能量损失，提高轴承的工作效率。
聚四氟乙烯还具有较好的耐腐蚀性和耐磨性，适用于一些特殊的工作环境，如高温、高速、真空等条件下的轴承应用。
5. 复合材料。
复合材料是将两种或两种以上的材料组合而成，以发挥各自材料的优点。
在滚动轴承中，复合材料常常用于轴承的密封件和保持架等部件，以提高轴承的密封性和耐磨性。
总的来说，选择滚动轴承材料时需要综合考虑工作环境、负荷、转速等因素，选用合适的材料可以提高轴承的使用寿命和工作效率。
希望本文能够帮助读者更好地理解滚动轴承材料的选择原则，为工程实践提供参考。
GB308—2002 滚动轴承 钢球
前言本标准对应于ISO3290：1998《滚动轴承—球—尺寸和公差》，与ISO3290的一致性程度为非等效，主要差异如下：——按照汉语习惯对一些编排格式进行了修改；——将一些适用于国际标准的表述必为适用于我国标准的表述；——在第5章中增加了5.1“材料和热处理”、5.6“残磁”、5.7“其他”的技术要9本标准的附录A、附录B、附录C为规范性附录。
本标准由中国机械工业联合会提出。
本标准由全国滚动轴承标准化技术委员会（CSBTS/TC98）归口。
本标准起草单位：洛阳轴承研究所。
本标准主要起草人：马素青。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：——GB308—1964、GB308—1977、GB308—1984、GB308—1989。
滚动轴承钢球1范围本标准规定了钢球的尺寸、技术要求、标志、测量及检验方法、检验规则、包装及贮存。
本标准适用于滚动轴承配套用钢球和商品高碳铬轴承钢钢球。
D一般用于标注球尺寸的直径值。
w3.2 球单一直径 single ball diameter与球实际表面相切的两平行平面间的距离。
Dws3.3 球平均直径 mean ball diameter球的最大与最小单一直径的算术平均值。
Dwm3.4 球直径变动量 variation ball diameterV球的最大与最小单一直径之差。
Dws3.5 表面不平度和形状参数 Surface irregularities and form parameters偏离理想球面的各种偏差，它们沿整个球表面分布并重复出现。
注1：这些偏差起因于：球形误差；波纹度；表面粗糙度。
注2：本标准未规定表面缺陷（及其大小），其定义如下：表面缺陷：是指在加工、贮藏、转运或使用过程中，无意或偶然生成的实际表面的单元体、不规则体或成组的单元体、不规则体。
这类单元体或不规则体与构成表面的粗糙度的那些单注：球等级用字母Ｇ和数字不定来识别。
3.10规值ball gaugeS 球批平均直径与球公称直径之间的差量，此量为一已定系列中的一个量。
滚动轴承材料
随着科技的发展，滚动轴承在日常生活中被广泛的使用，应用于像小型汽车前轮后轮、耕耘机、拖拉机等机械，但大多人对它并不是很了解。
不论它用于哪方面，其制作材料都是非常重要的，可以说，材料是其质量和工作性能的保证。
接下来，我想大家介绍下滚动轴承的一些材料。
根据国家标准及轴承使用要求，目前用于轴承套圈和滚动体的材料有高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢等，这些材料按各自不同的特点而被用于不同的场合。
并不是说用价值高的渗碳钢材料做出的轴承一定比轴承钢轴承更加适合。
一、高碳铬轴承钢也叫全淬透性钢内外硬度一致，应用于普通的场合，其用量最大，约占材料总用量的80%以上。
1.GCr15特点及用途：用于普通场合，用量最大，适用于马氏体和贝氏体淬火。
技术特性：有效壁厚在26mm以下，特轻窄系列在16mm以下，淬回火硬度HRC57~62。
2.GCr15SiMn特点及用途：普通场合使用、用于大型轴承，仅适于马氏体淬火。
技术特性：有效壁厚在26mm以上，特轻窄系列在16mm以上，淬回火硬度HRC57~62。
3.GCr18Mo特点及用途：贝氏体专用钢、耐磨场合使用，仅适于贝氏体淬火。
技术特性：有效壁厚在26~48mm之间，特轻窄系列在16mm 以下，淬回火硬度HRC57~62。
下贝氏体耐磨性比马氏体更好因此适用耐磨场合。
二、渗碳轴承钢也叫半淬透性钢内软外硬，材料性能上有一定“弹性”用于耐冲击场合，需经渗碳淬火，工艺较复杂。
G20Cr2Ni4A特点及用途：用于耐冲击场合、中大型轴承，可深层渗碳。
技术特性：有效渗碳层深可大于2.5mm，表面淬回火硬度HRC58~63。
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滚动轴承钢
（3）硅、锰、钒 进一步提高淬透性
a) Si还能明显地提高钢的强度和弹性极限；
b) 锰还可和钢中的硫生成稳定的MnS，减轻氧化物
对钢的危害作用； c) V还可以形成碳化钒VC，提高钢的耐磨性并防止 过热。
（4）冶金质量要求 纯净+组织均匀 纯净：杂质元素及非金属夹杂物要少 组织均匀：钢中碳化物要细小，分布要均匀 措施：降低S、P含量，减少氧化物、硅酸盐 夹杂物的数量，提高冶金质量。
缺点：过高的碳含量会增加碳化物分布的不均匀性，且易生 成网状碳化物而降低其性能。
（2）铬（主加元素）
Cr的作用是提高钢的淬透性和钢的耐腐蚀性能。 a) 形成的合金渗碳体(Fe,Cr)3C b) 碳化物能以细小质点均匀分布于钢基体组织中
一般铬含量为0.40%-1.65%
当铬含量高于1.65%以后，则会使残余奥氏体增加， 使钢的硬度和尺寸稳定性降低，同时还会增加碳化物的不 均匀性，降低钢的韧性。
滚动轴承钢的主要性能要求： 1、高的接触疲劳强度和弹性极限； 2、高的硬度和耐磨性； 3、足够的强度和冲击韧度； 4、一定的耐蚀性。
2 滚动轴承钢的成分特点
（1）高碳
为了保证轴承钢有高的硬度和耐磨性，轴承钢的碳含 量很高，一般为0.95%-1.15%，属于过共析钢。 ① 一部分存在于马氏体基体中以强化马氏体； ② 另一部分形成足够数量的碳化物以获得所要求的耐磨性。
滚动轴承钢
郭芳
1 滚动轴承钢的性能要求 2 滚动轴承钢的成分特点 3 滚动轴承钢的生产工艺
1 滚动轴承钢的性能要求
滚动轴承是各种机械传动部分的基础零件之一， 其工作条件极苛刻。 1、滚动体和套圈滚道之间接触面积很小，因而接触压
力可高达3000~5000MPa，循环力次数每分钟可高达
GCr15汽车滚动轴承的热处理工艺设计
设备选择
1．球化退火设备 该炉适用于低合金钢、GCr15轴承钢中
小型零件的球化退火处理等。实现温度P ID自动控制、定时间隔送料、故障报警 记录、自动安全逻辑操作、进出料自动 检测及计数功能，可提供生产日报表等 功能。它的工艺流程是进料 → 预热 → 保温 → 强风冷却(等温转变)→ 保温(等 温分解)→ 出料 。
热处理设计
GCr15钢C曲线
GCr15轴承钢的工艺流程
1.加工路线 材料→冲压或锻制毛坯（材料加热）→热处理（退火）→车削加工→热处理
（淬火、回火）→研磨加工。 2. 锻造工艺设计 锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，已获得具有
一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。查阅《热处理工艺规范 数据手册》可以找出GCr15轴承钢的锻造工艺的加热温度、始锻温度冷却方 式，本设计具体的锻造工艺参数如表1所示。
轴承钢球化退火温度：GCr15钢为780～810℃，锻件经特殊热处理后，其 退火温度应降低10～20℃。其球化退火工艺曲线如图5所示。
最终热处理工序—淬火、低温回火
淬火目的：淬火可使零件获得高的硬度和耐磨性，高 的接触疲劳寿命和可靠性，高的尺寸稳定性。
回火目的：GCr15轴承钢回火目的是在保持高硬度的 条件下，消除残余内应力，防止开裂，并能使亚稳组 织转变为相对稳定的组织，从而稳定尺寸，提高韧性， 获得良好的综合力学性能。
(2)合金元素的影响： 铬是轴承钢的主要化学成分，铬能够提高淬透性，减少过热倾向，提高 低温回火稳定性。硅、锰在轴承钢中主要提高淬透性。镍在渗碳轴承钢中能 使钢的韧性和塑性有所提高，镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的 敏感性。钼在钢中能提高淬透性和热强性，防止回火脆性，增加在某些介质 中的抗蚀性。
轴承钢常用材料
根据使用性能和尺寸不同，轴承可以分成为小型、中型、大型、和特大型几类。
轴承内圈、外圈和滚子都采用专门的轴承钢，保持架一般采用碳钢，通常是20号碳钢。
1、铬轴承钢：该类是专门的用于制作轴承的钢材，对夹杂物、晶粒度有特殊要求。
一般小型轴承可采用GCr9、GCr15，中型轴承采用GCr15、GCr15SiMn，大型采用GCr15SiMn,再大的轴承由于淬透性的问题，采用渗碳轴承钢。
2、渗碳轴承钢：轧钢机械或矿山机械和其他需要耐冲击的问题采用渗碳轴承钢，中小型的轴承采用20Cr、20CrMo、20CrMnMo等渗碳钢，大型和特大型采用20Cr2Ni4A、20Cr2Mn2MoA等制作。
3、不锈轴承钢：在需要耐腐蚀的地方如硫酸、盐酸、化肥等行业的轴承需要不锈轴承钢，一般采用高碳高铬不锈钢，如9Cr18钢。
4、高温轴承钢：需要耐高温的地方的轴承需要高温轴承钢，这类钢种采用高速钢18-4-1、6-5-4-2等，Cr4Mo4V和Cr15Mo4等钢。
轴承钢的热处理根据轴承的材质、用途、类型、大小、技术要求不同而不同。
一般经过以下几种热处理：1、铬轴承钢：有球化退火、淬火+低温回火。
比如GCr15，退火温度为770~810度，炉冷。
淬火采用840度，回火采用155~165度，精密轴承还采用冷处理。
其他铬轴承钢热处理工艺原则上与GCr15相同，只是具体工艺参数有差异。
2、渗碳轴承钢：有渗碳、高温回火、二次淬火+低温回火。
具体工艺根据采用钢材不同而不同。
3、不锈轴承钢：锻后退火、淬火、冷处理、低温回火。
如9Cr18钢采用退火850~870度，淬火1050~1100，—75度冷处理（当然也可以采用深冷处理），150~160低温回火。
4、高温轴承钢：这类钢材采用退火、淬火+回火，淬火温度根据采用的钢材不同而不同，回火通常采用500度以上，也就是说，回火温度必须高于使用温度。
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GCr15性能要求
材料名称：轴承钢牌号：GCr15A标准：YB 9-1968●特性及适用范围：轴承钢全名叫滚动轴承钢，具有高的抗压强度与疲劳极限，高硬度，高耐磨性及一定韧性，淬透性好，对硫和磷控制极严，是一种高级优质钢，可做冷做摸具钢。
比重：7.81铬轴承钢最常用的是GCr15。
使用量占轴承钢的绝大部分。
添加Mn、Si、Mo、V的轴承钢在铬轴承钢中加入Si、Mn可提高淬透性，如GCr15SiMn、GCr15SiMnMoV等。
为了节铬，加入Mo、V可得到无铬轴承钢。
如GSiMnMoV、GSiMnMoVRE等，其性能与GCr15相近。
GCr15A是GCr15钢经过电渣重熔的一种精密专用轴承钢。
具有高纯度、高密度，碳化物均匀性好的特点，疲惫性能优于普通GCr15轴承钢。
适宜制造军用轴承产品，专用轴承、航空发动机轴承、精密仪表、精密主轴轴承等。
●化学成份：碳C ：0.95～1.05硅Si：0.15～0.35锰Mn：0.20～0.40硫S ：≤0.020磷P ：≤0.027铬Cr：1.30～1.60镍Ni：≤0.30铜Cu：≤0.25●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：1902冲击功Akv (J)：26硬度：63HRC试样尺寸：某试样●轴承钢锻造温度（1）始锻温度：1150（1120）终锻温度：850（800）度。
（2）锻造前清除表面缺陷，尽量预热后在快速加热。
（3）温加工时，应避免200~400度的蓝脆区。
热加工时，应避免进入高温脆区（大于1250）。
应尽量避免进入热脆区（800~~950度）。
●锻后热处理（1）锻后——预先热处理（球化退火）——最终热处理（淬火+低温回火）（2）球化退火目的：降低硬度，便于加工，为淬火做准备。
球化退火过程：加热到750~~770度，保温一定时间，在缓慢冷却到600度以下空冷。
●热处理规范及金相组织：普通退火：790-810度加热，炉冷至650度后，空冷——HB170-207等温退火：790-810度加热，710-720度等温，空冷——HB207-229球化退火：轴承钢预先热处理是球化退火。
滚动轴承钢的分类,特性用途,性能和化学成分
滚动轴承钢滚动轴承钢按使用特点可分为：高碳铬轴承钢（全淬透型轴承钢）、渗碳轴钢（表面硬化型轴承钢）、不锈轴承钢和高温轴承钢四大类。
一、高碳铬轴承钢1．高碳铬轴承钢的牌号、特性及及用途高碳铬轴承钢具有高的接触疲劳强度和耐磨性能，许多牌号属全淬透型钢，如GCr15GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo。
但由于有的轴承需要心部具有良好韧性而表面需要高硬度，因而又发展出限制淬透性轴承钢，如GCr4。
①GCr15（全淬透型钢）GCr15是高碳铬轴承钢的典型钢种，在淬火、回火后有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度。
其热加工性能和可加工性良有好，淬透性适中，但焊接性差。
GCr15的白点敏感性大，但当采用真空脱气精炼的轴承里，此缺陷可消除。
用于制造壁厚≤12mm、处径≤250mm的滚动轴承套圈，或制造直径≤22mm的圆锥、圆柱、球面滚子及全部尺寸的滚针。
也可用于制造模具、量具和木工刀具及高弹性极限、高疲劳强度的机械零件。
②GCr15SiMn（高淬透型钢）在GCr15钢的基础上提高硅、锰含量，因而淬透性、弹性极限、耐磨性均比GCr15好。
由其制作的滚动轴承件的使用温度不宜超过180℃。
用于制造壁厚>12mm、外径>120mm的滚动轴承套圈、直径>50mm的钢球及直径>22mm的圆锥、圆柱、球面滚子及全部尺寸的滚针。
其他用途与GCr15相同。
③GCr15SiMo（高淬透型钢）在GCr15基础上增加含硅量，添加了钼。
其淬透性高，耐磨性好，疲劳强度高、综合性能良好。
适于制造大尺寸范围的滚动轴承套圈及钢球、滚柱等。
④GCr18Mo（高淬透型钢）在GCr15基础上加入质量分数0.15%~0.25%的钼，并提高了含各量，因而淬透性、耐磨性均提高警惕。
可进行下贝氏体等温淬火，达到与马氏体淬火相近的硬度和耐磨性，而且钢的冲击、断裂韧度和抗弯强度都得到提高，因而提高了钢的综合力学性能和寿命。
可制造壁厚达20mm的滚动轴承套圈，其滚动轴承件的尺寸范围也扩大。
PPT-滚动轴承钢及其热处理
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二、滚动轴承钢的化学成分及应用
B、合金元素：主要加入Cr以提高淬透性、形成 、合金元素：主要加入 以提高淬透性 以提高淬透性、 合金碳化物、细化组织、降低过热敏感性、 合金碳化物、细化组织、降低过热敏感性、提高抗 蚀性， 蚀性，不同牌号含量 0.4 ～1.65﹪；加入 Si、Mn ﹪ 、 提高淬透性； 提高淬透性、 提高淬透性；加入 Mo提高淬透性、提高抗回火稳 提高淬透性 定性；加入RE改善夹杂物的形态分布 细化晶粒、 改善夹杂物的形态分布、 定性；加入 改善夹杂物的形态分布、细化晶粒、 提高韧性。 提高韧性。 C、高的冶金质量：应具有高的纯洁度和良好的 、高的冶金质量： 组织均匀性等，特别对非金属夹杂含量、碳化物偏 组织均匀性等，特别对非金属夹杂含量、 析度等严格控制。 析度等严格控制。
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二、滚动轴承钢的化学成分及应用
代表牌号如GCr15、GCr15SiMn，见GB/T 、 代表牌号如 ， 18254《高碳铬轴承钢》。 《高碳铬轴承钢》 （2）应用：广泛用于制造各种中小轴承零件。 ）应用：广泛用于制造各种中小轴承零件。 3、渗碳轴承钢 、 成分属优质渗碳钢，牌号如G20CrMo、 成分属优质渗碳钢，牌号如 、 G20CrNiMo，见GB/T3203《渗碳轴承钢技术条 ， 《 件》。 主要用于制造承受强烈冲击载荷或大型机械用轴 承零件，如冶金、矿山机械、农用机械、 承零件，如冶金、矿山机械、农用机械、机车轴承 等。
钢的分类及用途
①中、高碳（0.45～0.9%）；
②加Si→σe↑及（σs/σb）↑； ③加Mn、Si、或Cr→淬透性↑；
④加Mo、W、V细化晶粒（重要弹簧）。
•热处理：
淬火＋中温回火，回火屈氏体 42～48HRC。
•常用钢种：
表8
65；65Mn；60Si2Mn；50CrV。
5、 其它结构钢 ⑴易切削钢：
加S、Pb、Ca、P等（减摩、易断屑等），提高切削加 工性，强度次要。 ⑵铸钢（铸钢件）： •特 点：直接铸造成零件的结构钢，用于形状复杂、
表6
(2)合金调质钢
•用途及性能特点：
高强度（承受较大负荷）及高韧性（防止断裂事故）的
重要零件（如机床主轴）具有良好的综合力学性能。
•合金化原则：
①中碳（0.30～0.5%），保证热处理后足够强度，又不致
太脆。
②加淬透性元素（Cr、Ni、Mn、Si、B），保证大截面
均一的性能。
③细化晶粒元素（V、W、Mo等）。
1、 碳素结构钢（carbon structural steel） •保证力学性能：一般用途；以型材（棒、板、型钢）供
应。 •组 织 状 态：轧后空冷、F+P；不再热处理。
•典 型 牌 号：Q235。 表3
2、低合金高强度钢（HSLA）
•添加少量合金元素（Nb、V等）起各种强化作用。 •用于重要工程结构（桥梁、压力容器等），能减轻自 重、降低成本等。 •典型牌号：Q295、Q420等。
。 ②加提高淬透性元素，Cr、Mn、Ni、B等，保证心部良
好强韧性。 ③加V、Ti、W等，阻止渗碳时晶粒长大。
•热处理特点：一般渗碳后预冷、直接淬火＋低温回火 (≥55HRC)。
•常 用 钢 种：低淬透性15(20)、20Cr； 中淬透性20CrMnMo、20MnTiB； 高淬透性18Cr2Ni4W、20Cr2Ni4。
GB308—2002滚动轴承钢球
前言本标准对应于ISO3290：1998《滚动轴承—球—尺寸和公差》，与ISO3290的一致性程度为非等效，主要差异如下：——按照汉语习惯对一些编排格式进行了修改；——将一些适用于国际标准的表述必为适用于我国标准的表述；——在第5章中增加了5.1“材料和热处理”、5.6“残磁”、5.7“其他”的技术要求；——增加了第6章“标志”、第7章“测量及检验方法”、第8章“检验规则”、第9章“包装及贮存”。
——增加了附录C“成品钢球压碎载荷值”。
本标准代替GB/T308—1989《滚动轴承钢球》本标准与GB/T308—1989相比，主要变化如下：——增加了表面不平度和形状参数、波纹度的术语和定义（见3.5和3.5.2）；的数值（见3.5.3和表3）——修改了表面粗糙度的定义，并且压缩了表面粗糙度Ra——增加了优先采用的球公称直径表中的尺寸规格（见表1）；——增加了G24级的公差级别（见5.3、表3、表4）；——取消了各公差等级钢球所适用的尺寸范围表（1989年版的表4）——修改了钢球硬度值（1989年版的5.4，本版的5.2、表2）；——增加了钢球残磁限值的规定（见5.6、7.5）;——增加了钢球裂纹的检查方法（见7.7）;——修改了钢球表面粗糙度的测量方法（1989年版的6.2.3,本版的7.3）;——修改了检测规则的内容（1989年的第7章，本版的第8章）；——将“标志”内容单独作为一章（1989年版的8.1，本版的第6章）；——修改了球形误差测量的附录（见附录B）；——增加了“成品钢球压碎载荷值”（见附录C）本标准的附录A、附录B、附录C为规范性附录。
本标准由中国机械工业联合会提出。
本标准由全国滚动轴承标准化技术委员会（CSBTS/TC98）归口。
本标准起草单位：洛阳轴承研究所。
本标准主要起草人：马素青。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：——GB308—1964、GB308—1977、GB308—1984、GB308—1989。
滚动轴承用钢的要求
滚动轴承用钢的要求首先，滚动轴承用钢的化学成分必须符合特定的标准。
滚动轴承用钢的主要成分是碳、铬、硅、锰、磷、硫等元素的合金。
碳元素是提高钢的硬度和强度的关键元素，一般要求碳含量在0.95%至1.15%之间。
铬元素可以提高钢的硬度、耐磨性和耐蚀性，通常要求铬含量在0.5%至1.65%之间。
硅元素可以提高钢的强度、硬度和韧性，一般要求硅含量不超过2.0%。
锰元素可以提高钢的强度和韧性，一般要求锰含量在0.25%至0.8%之间。
此外，还需要控制磷和硫的含量，以避免对钢的性能产生不利影响。
其次，滚动轴承用钢的组织和显微结构也是非常重要的。
一般来说，滚动轴承用钢需要具备细小均匀的奥氏体组织。
奥氏体是一种具有良好韧性和塑性的组织，能够提高钢的强度和耐疲劳性能。
此外，还需要控制奥氏体的晶粒度，以提高钢的耐磨性和耐强冲击性能。
为了实现这样的组织和显微结构，需要通过适当的热处理工艺来控制钢的冷却速率和温度。
第三，滚动轴承用钢的力学性能也是十分关键的。
滚动轴承用钢需要具备较高的强度、硬度和耐疲劳性能，以满足轴承在高速运转和长时间使用时的要求。
常见的力学性能指标包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度和冲击韧性等。
这些性能指标需要通过适当的热处理和机械加工手段来控制和提高，以确保滚动轴承的使用寿命和可靠性。
最后，滚动轴承用钢还需要具备良好的耐热性和耐磨性。
滚动轴承在高速运转和长时间使用时，会产生较高的摩擦热和表面磨损，因此需要具备较好的耐热和耐磨性能。
耐热性可以通过添加合适的合金元素来提高，如钒、钼、钨等。
耐磨性可以通过控制钢的硬度和显微结构来实现，如采用浸渗硬化等工艺。
综上所述，滚动轴承用钢的要求非常严格。
它需要具备合理的化学成分、均匀细小的奥氏体组织、优异的力学性能、良好的耐热和耐磨性能等特点。
只有满足这些要求，才能确保滚动轴承的使用寿命和可靠性。
调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢资料
Ni：改善韧性，提高淬透性，抑制腐蚀环境下蚀坑的萌生和扩展
。
S,P：一般是有害元素，P增加冷脆性，S增加热脆性。 Cu：能提高强度和韧性、腐蚀性能。缺点是增加热脆性。
典型成分1 70钢（碳素）
强度较高，但淬透性较低、淬火变形大，抗松
弛性能和耐蚀性能差。 多用作弹簧钢丝。适宜于制造截面较小(φ<15mm)、
1、化学成分特点
调质钢，一般是指含碳量在0.25-0.5%的中碳钢
合金元素作用为： ① 提高淬透性：Mn、Si、Cr、Ni、B ② 强化铁素体：Mn、Si、Cr、Ni ③ 细化晶粒：Ti、V ④ 防止第二类回火脆性：W、Mo
2.调质钢的热处理特点
• 工艺路线：
下料 锻造Leabharlann 预备 热处理粗加工调质
装配
1降低锻造后轴承钢的硬度便于切削加工1球化退火1降低锻造后轴承钢的硬度便于切削加工2为最终热处理做组织准备粒状珠光体在加热时渗碳体不容易溶解得到含碳量为粒状珠光体在加热时渗碳体不容易溶解得到含碳量为04506左右的左右的a未溶渗碳体渗碳体呈细小球状均匀分布在奥氏体基体上奥氏体晶粒非常细小淬火后得到隐针未溶渗碳体渗碳体呈细小球状均匀分布在奥氏体基体上奥氏体晶粒非常细小淬火后得到隐针m和均匀分布在m上的未溶碳化物硬度接触疲劳强度和耐磨性都很高
工程材料及热成形技术基础
主讲人：
调质钢
• 机械零件结构钢在淬火高温回火（调制处理）后具有 良好的综合机械性能，有较高的强度，良好的塑性和 韧性。这一类钢称作调质钢。
• 一般用这类钢制作的零件要求具有很好的综合机械性 能，即在保持较高的强度的同时又具有很好的塑性和 韧性；
• 各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中 使用最广泛的一类钢。
洛阳轴承研究所关于轴承钢的一些解释
洛阳轴承研究所关于轴承钢的一些解释第一章滚动轴承用钢GCr15钢的热处理原理一、滚动轴承用钢应具有的特性1、高的接触疲劳强度；2、高的耐磨性；（发生滑动摩擦的主要部位）1）、滚动体与滚道的接触面；2）、滚动体与保持架兜孔的接触面；3）、保持架引导与套圈引导档边的接触面；4）滚子的端面与套圈档边的接触面。
3、高的弹性极限；4、高的硬度；5、一定的韧性；6、好的尺寸稳定性；7、一定的防锈功能；8、良好的工艺性能。
二、GCr15钢的物理性能1、GCr15钢的临界点：Ac1:760℃ Acm：900℃Ar3：707℃ Ar1：6952、GCr15钢的Ms点：Ms点随着奥氏体固溶度的变化而变化，亦即随着奥氏体温度的升高而降低，GCr15钢在860℃温度Ms点为216~225℃。
三、铬轴承钢热处理基础1、基本概念1）、奥氏体：是碳及合金元素溶于r-Fe八面体间隙的间隙式固溶体。
特征：[1]、在钢的各种组织中，奥氏体的比容最小；[2]、奥氏体的塑性高，屈服强度低，容易塑性变形加工成型。
2）、珠光体：是过冷奥氏体共析分解的铁素体和碳化物的整合组织片状珠光体：是指在光学显微镜下能够明显看出F与Fe3C呈片状分布的组织状态。
根据片间距的大小分为普通片状珠光体、索氏体、屈氏体。
粒状珠光体：铁素体基体上分布着粒状Fe3C的组织。
GCr15的正常锻造后组织应为细珠光体类型组织及细小的网状碳化物组成，不允许有＞3级的网状碳化物及明显线条状组织，不允许有粗针状马氏体和粗片状珠光体组织。
3)、马氏体：是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
马氏体分类：板条马氏体、片状马氏体、针状马氏体、隐晶马氏体。
GCr15钢淬火后得到的马氏体为隐晶马氏体或者细小结晶马氏体。
马氏体具有高的硬度、强度、耐磨性。
4）贝氏体：是过冷奥氏体在中温区域分解后所得的的产物，它一般是由铁素体和碳化物所组成的非层状组织。
贝氏体分类：上贝氏体、下贝氏体上贝氏体：是一种两相组织，有铁素体和Fe3C所组成的，大致平行的铁素体板条自奥氏体晶界的一侧或两侧向奥氏体晶粒内部长大，Fe3C分布于铁素体板条之间。
轴承检测报告
在轴承内圈端面选择七个点进行硬度检测。
样件表面硬度检测结果
序号 HRC 1 58 2 58 3 57 4 58 5 58 平均 58
检验单
六、对比分析
将样件化学元素含量、硬度值与标准值进行对比
化学成分对比结果
C GCr15 样件 （平均值） 0.95~1.05 0.873 Si 0.15~0.35 0.213 Mn 0.25~0.45 0.328 Cr 1.04~1.65 1.52 Mo ≤0.10 ＜0.0050 Ni ≤0.30 Cu ≤0.25 P ≤0.025 S ≤0.025
Co 0.0068
0.0071 0.0068 0.0069 0.0068 0.0069 0.0071 0.0069 Bi ＜0.0300 ＜0.0300 ＜0.0300 ＜0.0300 ＜0.0300 ＜0.0300 ＜0.0300 ＜0.0300
Cu 0.0522
0.0534 0.0508 0.0517 0.0508 0.0512 0.0521 0.0517
用于壁厚≤12mm、外径≤250mm的滚动轴 承套圈，或直径≤22mm的圆锥、圆柱、球 面滚子及全部尺寸的滚针。也可用于模具、 量具、木工刀具及高弹性极限、高疲劳强 度的机械零件。 用于壁厚>12mm、外径>120mm的滚动轴 承套圈、直径>50mm的钢球及直径 >22mm的圆锥、圆柱、球面滚子及全部尺 寸的滚针。 适于制造大尺寸范围的滚动轴承套圈及钢 球、滚柱等。 制造壁厚达20mm的滚动轴承套圈，其滚 动轴承件的尺寸范围也扩大。
Cr 1.51
1.52 1.52 1.51 1.51 1.51 1.52 1.52 B 0.0011 0.0011 0.0012 0.0010 0.0012 0.0012 0.0011 0.0011
滚动轴承钢珠标准
滚动轴承钢珠标准
一、钢珠材料
滚动轴承钢珠通常采用高碳铬轴承钢（GCr15）或渗碳钢（G20CrNi2Mo）制造。
这些材料具有高硬度、高耐磨性、高抗疲劳性能和良好的韧性，适用于制造高性能的滚动轴承。
二、钢珠尺寸
滚动轴承钢珠的尺寸通常根据轴承的规格和设计要求确定。
标准钢珠直径范围为1mm至100mm，其中最常用的直径范围为10mm至50mm。
钢珠的直径公差应符合相应的国家标准或行业标准。
三、钢珠表面质量
滚动轴承钢珠的表面质量对轴承的性能和使用寿命具有重要影响。
钢珠表面应光滑、无划痕、无裂纹、无氧化皮等缺陷。
此外，钢珠表面还应具有一定的抗腐蚀性能，以防止在潮湿环境中生锈。
四、钢珠硬度
滚动轴承钢珠的硬度是衡量其性能的重要指标之一。
通常，钢珠的硬度范围为60HRC至90HRC，具体硬度值根据轴承的设计要求和实际使用条件确定。
硬度高的钢珠具有更好的耐磨性和抗疲劳性能，但过高的硬度可能导致脆性增加。
五、钢珠精度
滚动轴承钢珠的精度对轴承的旋转精度和使用寿命具有重要影响。
钢珠的精度等级通常根据轴承的规格和使用要求确定，一般分为
G10至G5五个等级。
精度等级越高，钢珠的形状误差和尺寸误差越
小，轴承的性能也越好。
总之，滚动轴承钢珠的标准涵盖了材料、尺寸、表面质量、硬度和精度等方面。
在生产和使用过程中，应严格控制这些指标，以确保滚动轴承的性能和使用寿命达到最佳水平。
调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢全解
中、高碳，一般碳素弹簧钢的碳含量为 0.60.9%，合金弹簧钢的碳含量为0.5-0.7%。
合金元素作用： ① 提高淬透性、强化铁素体：Mn、Si、Cr ② 细化晶粒：V
热处理特点：
弹簧成形工艺不同，热处理特点也不同。
减震弹簧 螺旋弹簧
弹簧片
汽车板簧
⑴ 热成型弹簧：
弹簧直径或簧板厚度大于10mm时，常采用 热态下成形，即将弹簧钢加热至比正常淬火 温度高50-80℃热卷成形，然后利用余热淬 火、中温回火，获得回火托氏体（也称回火 屈氏体），硬度为40-48HRC。
预备热处理：正火或完全退火
改善性能（~HB220) 改善组织（细小S）
为提高表面耐磨性，调质后可进行表面感应加热淬
火及低温回火或氮化。
回火温度与调质钢综合机械性能的关系
当调质钢淬火成马氏体， 在450～650℃温度范围内 回火时，随着回火温度的 升高，硬度、抗拉强度， 屈服强度等不断降低，而 延伸率、断面收缩率及冲 击韧性等不断上升。
统一 数字 代号 牌号 化学成分（质量分数）/%
C
Si
Mn
Cr
Ni
Cu
不大于
P
S
A1160 3
60Si2 MnA
0.56~0 0.60~2 0.70~1 .64 .00 .00
≤0.35
0.35
0.25
0.025
0.025
滚动轴承钢
滚动轴承钢的概念：Fra bibliotek滚动轴承钢是用 于制造滚动轴承 的滚动体和内外 套圈的钢，通常 在淬火状态下使 用。
⑵ 冷成型弹簧：
弹簧直径或簧板厚度小于10mm时 ，常用冷拉弹簧钢丝或弹簧钢带冷 卷成形。这种钢丝冷卷弹簧只需进 行一次200-300℃的去应力退火，使 弹簧定型即可。
轴承手册
滚动轴承的热处理工艺流程一般为：
球化退火→(830～850℃)淬火→(150～160℃/2～3 h)低温回火→(120～130℃/10～20 h)人工时效处理→冷处理
3、滚动轴承的特点
滚动轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑简便和有互换性的特点。主要缺点是抗冲击能力较差、高速时出现噪声和轴承径向尺寸大。
前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改进时，在其基本代号左右添加的补充代号。
1、前置代号
它表示轴承组件，用拉丁字母表示。代号含义见表1-5。
表5滚动轴承前置代号
代号
含义
示例
代号
含义
示例
F
凸缘外圈的向心球轴承
（仅适用d≤10mm）
F618/4
LR
带可分离内圈或外圈与滚动体组件的轴承
岗位训练手册
第一章 滚动轴承知识
滚动轴承是由内圈、外圈、滚动体和保持架等元件组成。工作时滚动体在内、外圈的滚道上滚动，形成滚动摩擦。它与滑动轴承相比具有摩擦小、效率高、轴向尺寸小、调整迅速及拆装方便等优点。
第一节滚动轴承的分类和特征（GB/T-271-1997）
一、滚动轴承结构类型分类
常用滚动轴承结构分类如下：
基本代号
后置代号
轴承类型
尺寸系列
轴承内径
内部结构
密封与防尘套圈变形
保持架及其材料
轴承材料
公差等级
游隙
配置
其它
一、基本代号
基本代号表示轴承的类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。
1、类型代号
类型代号用阿拉伯数字或大写拉丁字母加数字表示，表示方法见表1-4。
表4常用轴承类型代号、尺寸系列号和组合代号
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氧化物夹杂数量对轴承钢疲劳寿命的影响
组织均匀
碳化物细小均布。主要有三类K： K液析→ 结晶时枝晶偏析而存在→ 高温扩散退火，不允许液析严重； 带状K→ 轧制时二次碳化物偏析→ 高温扩散退火； 网状K→冷却时在晶界析出→正火
（一）正火和球化退火 1、正火
目的：如果终锻温度比 较高和锻造后冷却速度 比较慢，会出现网状碳 化物的缺陷。这种网状 碳化物在球化退火时不 易被消除，需要在球化 退火前用正火工艺进行 消除。 网状渗碳体
正火工艺 900~950℃ 空冷或风冷
得到均匀A 网状渗碳体
索氏体
270~390HB
2、球化退火 目的： 1、 降低硬度，便于切削加工 207~229HBS
图解的世界
C
C
Mn Si Cr Mo P S
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1） [C]
通常0.90~1.15%C，理由是保证淬火、回火 后有高硬度、强度、疲劳极限，必须具有过共析 成分，才能经热处理后，在回火M基体上弥散细 小的K。 使用组织：回火M＋A残＋K C：α过饱和C（M） 0.4~0.6%； Fe3C 7 ～ 8％ 许多人指出：只要保证M中C就好了，具有最大 疲劳强度；认为弥散的K使得[C]↑，脆性↑， 偏析加剧，寿命↓。
3、淬火：淬火是将钢或合金加热到临界温度Ac1或Ac3以 上30～50℃，保温一定时间，使钢的组织全部或大部分奥 氏体化，然后在水或油等介质中快速冷却，以得到高硬度 的淬火马氏体工艺方法。 4、回火是将淬火后的钢重新加热到A1以下的某一温度， 保温一定时间后，在油或空气中冷却的一种热处理工艺。
五、轴承钢热处理特点
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工艺路线
锻（轧）----（正火）----球化退火----机械加工----淬火、回火----磨加工
热处理工艺
回火 淬火 退火 正火
基本概念
1、退火：退火是将钢加热到奥氏体转变温度以上某一温 度，保温一定时间,然后随炉冷却500℃以下出炉空冷，以 获得接近于平衡状态组织的一种工艺方法。 2、正火：正火是钢加热到Ac3或Accm以上某一温度，保 温一定时间，使钢的组织全部奥氏体化，然后从炉中取出， 在空气中冷却的一种工艺法。
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3） [Si]
[Si]含量并不相同 [Si]作为脱氧元素 0.15~0.35%Si即可； [Si]作为合金元素，各国并不完全相同。 美国、瑞典 上限 0.80~0.85%； 中国却 <0.75% 因为Si不形成K，溶于F、A中强化基体，即↑淬 透性，↑弹性极限，↑屈服强度，↑疲劳强度。 但Si增加钢的过热和产生裂纹的倾向，加剧脱碳 和石墨化倾向。
滚动轴承钢的应用
高碳铬轴承钢 -轴承行业GCr15、 GCr15SiMn两种钢被广泛应用 - GCr15被大量用于制造汽车、坦克、飞机等 - GCr15SiMn主要用来制造壁厚比较大的轴承
渗碳轴承钢
-用于制造高冲击负荷条件下工作的特大型和大、 中型轴承零件 -轧机、重型车辆、铁路机车等 不锈耐蚀轴承钢 用来制造在腐蚀环境和无润滑强氧化气氛中工 作的轴承，例如船舶、化工、石油机械轴承， 航海仪表轴承等。
• 我国的轴承钢分为两类： • 1、铬轴承钢 最具代表性的高碳铬轴承钢GCr15是世界上生产量最 大的轴承钢，含碳Wc为1%左右，含铬量Wcr为15%左右，从1901年诞生 至今100多年来，主要成分基本没有改变，随着科学技术的进步，研 究工作任在继续，产品质量不断提高，占世界轴承钢生产总量的 80% 以上。由于淬透性不很高，多用于制造中小型轴承，也常用来制造冷 冲模、量具和丝锥等。 • 2、添加Mn、Si、Mo、V的轴承钢 在铬轴承钢中加入Si、Mn，可提 高淬透性，如GCr15SiMn钢等，多用于制造大型轴承。为了节约Cr,加 入Mo、V，可得到无铬轴承钢，如GSiMnMoV ，GSiMnMoVRE等，其性能 与GCr15相近。 • 我国已纳入标准的轴承钢分类方法与ISO相似，分别对应为高碳铬轴 承钢、渗碳轴承钢、不锈耐蚀轴承钢、高温轴承钢四大类。近五十年 来我国还在轴承钢钢种及其轴承用材料方面，如无铬轴承钢、中碳轴 承钢、特殊用途轴承钢及合金、金属陶瓷等取得了很大的进展。
780~810℃
4~6h 720 ℃ 3~4h
（二）淬火和回火 1、加热温度对组织和性能的影响 淬火加热温度对高碳钢组织和性能影响非常大。 当加热温度高于 Ac1 后，随加热温度升高，会发生 如下变化： 1、奥氏体的含碳量 随 A 含碳量不断升高，马氏 体硬度不断升高，韧性降低。 2、残余奥氏体 残余奥氏体含量不断升高，导致 淬火后硬度略有降低。
大多数国家要求<0.030%以下，英国、意大 利要求不大于0.050%。 优势的观点认为硫在轴承钢中至少是无害的。
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夹杂物分类（ASTM）
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회사소개 4 1.滚动轴承钢的热处理
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制作：臧佳贺
QQ：874706827
1. 滚动轴承钢的简介
2.分类和工作条件
3. 冶金质量与合金化 4. 滚动轴承钢的热处理
5. 提问环节
회사소개 1.滚动轴承钢的简介
轴承钢
滚动轴承钢
滚动轴承由 内、外圈和滚动 体（珠、柱、锥、 针）及保持器组 成。
产业发展情况
年产量
2006 2007
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27
2） [Mn]
[Mn]有增有减； [Mn]作为脱氧元素，有利改变Si、Al脱氧产物 形态，减少脆性夹杂物含量，主张<0.5％Mn。 [Mn]作为合金元素，有增有减。 俄、美、瑞典 [Mn] max 1.70% 中、德等 <1.20~1.25% 增加观点：Mn溶于F中，↑强度、硬度，↑淬透 性； 减少观点：Mn≥1.20%，↓Ms点，从而↑A残， 强度反而↓。 Mn使晶粒粗大，↑过热敏感性和淬火裂纹倾向。
2008
2009
2010
2011
2012
회사소개 2 1.分类和工作条件
• 高碳铬轴承钢于1901年首先出现于欧洲。1913年 美国将其列为标准钢种。70多年来，各国发展出 许多提高轴承钢纯洁度和改善碳化物不均匀性的 新工艺，真空脱气、炉外精炼等技术已广泛应用 于轴承钢生产，并以轴承钢管材制造套圈，进一 步提高了钢材利用率和轴承寿命。中国于1951年 开始生产轴承钢材料。 • 经过100多年的努力，国际上轴承钢已发展成标准 系列化，按用途可分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承 钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等轴承。
2、 为淬火作组织准备 粒状珠光体在加热时渗碳
体不容易溶解，得到含碳量为0.45~0.6%左小球状均匀分布在奥氏
体基体上，奥氏体晶粒非常细小，淬火后得到隐
针M和均匀分布在M上的未溶碳化物，硬度、接触
疲劳强度和耐磨性都很高。
连续法 780~810℃
4~6h
10℃/h
等温法
滚动轴承钢的牌号
钢号
GCr15
统一数字代号
B00150 B01150
特点
Cr含量1.5%， 高强度 性能显著提高 综合性能好
用途举例
GCr15SiMn
…
GCr15SiMo GCr18Mo
B03150
…
…
B02180
高淬透性
工作条件
高负荷→最大接触应力可高达 高转速→ 循环周次高达每分钟数万 高灵敏度→ 精度要求高→磨损、麻 点→噪音
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4）[Cr]
同等级钢中Cr稍有差别 三个等级：0.6 0.9 1.5% [Cr]作用： ①形成K：Cr7C3、Cr3C6、(Fe,Cr)3C、 MenCrmC 等； ②↑淬透性（尤其是有Mn存在时更明显） ③↑抗蚀性 但Cr改变临界点（共析点S和Ms），导致偏析， 增加残余奥氏体比例，影响轴承的精度和稳定性。
3、晶粒 晶粒不断长大，淬火后组织由隐针 M 变 为粗大透镜状M，强度和韧性降低。
2、淬火、回火工艺 温 度
830~860℃
油 冷
160℃回火2~3次
时间
회사소개 5 1.提问环节
图 GCr15钢 淬火回火态 500× （回火隐晶马氏体＋碳化物）
图 网状碳化物
500×
图
带状碳化物
500×
图
碳化物液析 500×
合金化
碳 主要强化元素。轴承钢含碳量一般较高，使用状态主要以隐晶针和细 晶针状马氏体为基体，在组织中保留一定数量的淬火未溶碳化物，以提 高钢的耐磨性。而适当降低钢中的含碳量，可增加合金元素在基体中的 溶解度，虽然减少淬火未溶碳化物数量，但提高钢的淬透性和接触疲劳 强度；反之，增加含碳量则有利于钢的耐磨性。因此轴承钢中的含碳量 根据不同的用途来确定，通常控制在0.8-1.2％范围内。 铬 是形成碳化物的主要元素。铬可提高钢的力学性能、淬透性和组织均 匀性。还能增加钢的耐蚀能力。钢中含铬量一般都不超过2.0％,钼能取 代钢中的铬，在增加钢的淬透性上，钼比铬强，所以已发展了高淬透性 的含钼高碳铬轴承钢。 硅、锰 在轴承钢中能提高淬透性。利用硅、锰的典型钢号为 GCr15SiMn。 锰还可和钢中的硫生成稳定的MnS,硫化物常能包围氧化物，形成以氧化 物为核心的复合夹杂物，减轻氧化物对钢的危害作用。
2015-4-14/12:33:46
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5）[Mo]
增加Mo钢号，制作大尺寸轴承； 作用： ① 强化固溶体（稳定K） ② 提高K稳定性； ③↓回火脆性； ④↑淬透性，耐磨性（K细小） Mo会增加钢的脱碳倾向。